JP2006339800A - 多重データを抽出するためのスライス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴースト信号及び擬似ゴースト信号の影響が出力に現れるのを防止できるようにする。
【解決手段】トランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタでゴーストキャンセル処理された後のデジタルビデオ信号が入力されるスライス回路と、制御部とを有した等化装置において、前記トランスバーサルフィルタで用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定する。ゴースト信号が負極性であるときは、前記スライス回路のスライスレベルを上げる方向に制御す、擬似ゴースト信号が出力されるのを抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は、多重データを抽出するためのスライス装置に関するものであり、ゴースト信号及び擬似ゴースト信号の影響が出力に現れるのを防止できるように工夫したものである。

デジタルテレビジョン受信装置において、垂直ブランキング期間の特定の水平ライン上に文字放送データを多重した期間がある。この期間に多重されている信号を文字多重信号と称している。文字放送データを抽出するためには、文字多重期間のデジタルデータをスライサに入力し、スライサの出力から２値化したデータを得ている（例えば特許文献１）。また文字放送データの抜き取り技術として、ゴースト信号、あるいはノイズ等の影響を軽減する技術もある（例えば特許文献２）。この技術では、取り出した文字放送データの誤り検出を行い、誤り率が大きくなったときに、この誤り率情報をスライスレベル制御回路に与えている。そしてスライスレベル制御回路が、文字放送データをスライスするスライス回路のスライスレベルを制御している。
特開２００４−０８８６２３公報 特公平０８−０３２０２６号公報

デジタルビデオ信号をトランスバーサルフィルタに入力し、ゴースト信号をキャンセルするためには、トランスバーサルフィルタに対して、タップ利得制御データを与える必要がある。

ここで、ビデオ信号がITU-R BT.601変換しデジタル化された状態で処理されたとき問題となる課題が生じている（ITU-R BT.601 は、アナログビデオ信号をデジタルデータに変換する際のデータ形式を規定した国際規格）。即ち、ゴースト信号が正極性として検出されたときは、負極性のゴーストキャンセルデータを作成して、オリジナルデジタルビデオデータに加算し、ゴースト信号を低減している。しかし、ゴースト信号が負極性として検出されたときは、デジタルビデオデータでは、クランプレベル以下の負極性のゴースト信号を正しく表現できない。一方、負極性のゴースト信号をキャンセルするために、正極性のゴーストキャンセルデータを作成して、ゴースト信号が存在すると見られるオリジナルデジタルビデオデータに加算すると、逆に正極性のゴースト信号を多重してしまうという不具合が生じている。

そこでこの発明の一実施形態では、ゴースト信号及び擬似ゴースト信号の影響が出力に現れるのを防止できるように工夫した多重データを抽出するためのスライス装置及び方法を提供することにある。

この課題を解決するためにこの発明の一実施形態では、デジタルビデオ信号が入力されるクランプレベル変換処理部と、前記クランプレベル変換処理回路でクランプレベルが設定されたデジタルビデオ信号が入力されるトランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタでゴーストキャンセル処理された後のデジタルビデオ信号が入力されるスライス回路と、制御部とを有した等化装置におけるスライス方法において、前記トランスバーサルフィルタで用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定し、前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記スライス回路のスライスレベルが相対的に上がるように制御することを特徴とする。

具体的には、前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記スライス回路のスライスレベルを上げる方向に制御する。

又この発明の他の実施形態では、具体的には、前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記クランプレベル変換処理でのクランプレベルを下げる方向に制御する。

上記の手段により、スライスレベルが適切なレベルに制御され、ゴーストやノイズを低減した２値化出力を得ることが可能である。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１において、入力端子１１には、デジタルビデオ信号が入力される。このデジタルビデオ信号は、位相検出部１２及び直流（ＤＣ）検出部１５に入力される。位相検出部１２は、基準の位相となるクロックランイン信号を参照する。クロックランイン信号は、デジタルビデオ信号の文字データが多重されている水平ライン上の特定の期間に多重されている（図２参照）。

位相検出部１２は、クロックランイン信号に位相同期したサンプリングパルスを生成する。例えば、クロックランイン信号が、位相同期ループ回路の参照信号として用いられる。位相同期ループ回路は、電圧制御発振器と、位相比較器と、低域通過フィルタと、分周回路とを有する。位相比較器は、クロックランイン信号と、内部で生成した比較信号との位相比較を行い、その位相ずれ量を出力する。位相ずれ量は、低域通過フィルタを介して電圧制御発振器の発振位相制御端子に供給する。電圧制御発振器の出力は、分周器で分周されて適切な周波数に変換されて、サンプリングパルスとして利用されるとともに、また適切な周波数に変換されて先の参照信号として用いられる。

データ検出部１３では、サンプリングパルスのタイミングで、デジタルビデオデータの値がサンプリングされる。サンプリングされたデータは、次のＤＣ（直流成分）除去部１４に入力されて、直流成分を除去される。直流成分を除去する量は、ＤＣ成分検出部１５からの出力により制御されている。

ＤＣ成分除去部１４からの出力データは、トランスバーサルフィルタ１６に入力される。ここでは、タップ利得制御部１９からのタップ利得情報に基づいて、ゴースト信号をキャンセルしている。ゴースト信号がキャンセルされたデジタルビデオを信号は、スライサ１７に入力されてスライスされ、２値化データに変換されて出力される。

スライサ１７の入力側と出力側のデータは、誤差検出部１８に入力される。この誤差検出部では、残留ゴースト信号を検出する。残留ゴースト信号を検出するためには、ゴーストの検出区間であって、ゴーストキャンセル前の信号と、ゴーストキャンセル後の信号とを用いた相関演算処理が行われる。この相関演算処理により、基準信号と残留ゴーストの時間差、残留ゴーストの振幅（及びその正極性又は負極性）が検出される。

残留ゴースト信号の検出情報は、タップ利得制御部１９に帰還される。タップ利得制御部１９は、検出情報を用いて、トランスバーサルフィルタ１６の制御すべきタップの利得を制御する。これにより、ゴーストキャンセル信号の振幅及び基準信号からの時間差が決まる。ゴーストキャンセル信号が、トランスバーサルフィルタ１６の入力側のオリジナルビデオ信号に加算されることで、ゴーストキャンセルされたビデオ信号を得ることができる。

図２を参照して、ここで、デジタルビデオ信号の文字多重区間について説明する。図２に示すように、文字多重放送信号の場合、垂直帰線期間の特定の水平走査期間に、文字信号が多重されている。この場合、水平同期信号、カラーバースト信号、クロックラインイン信号、フレーミングコード、文字データの順に配列されている。先の位相検出部１２の発振器は、クロックランイン信号に位相同期して、データサンプリングパルスを生成している。フレーミングコードは、データの多重位置の開始を示す基準となるコードである。

クロックランイン信号、フレーミングコードは、２値化データとしては、１、０、１、０であるが、デジタルビデオ信号に多重されている状態では、０から５０のデジタルデータとして存在する。したがって、理想的には、２値化データの”１”が最高値５０、２値化データの”０”が直流レベル値０で表されている。しかし、サンプリング位相がずれた場合、上記の最高値５０が例えば値４５、あるいは値４０になることもあるし、また直流レベル値０が例えば値５、或いは値１０に変動する。

図１に戻り説明する。タップ利得制御部１９からのタップ利得制御情報は、ゴースト判定部２１に入力される。ゴースト判定部２１では、トランスバーサルフィルタ１６で用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定する。つまり、トランスバーサルフィルタ１６において、負極性のゴーストをキャンセルしようとしているのか、正極性のゴーストをキャンセル使用としているのかを判定する。そして、ゴースト信号が負極性であるときは、スライス回路のスライスレベルを上げる方向に制御する。この理由にいては、さらに後述する。

図３（Ａ）−図３（Ｃ）、図４（Ａ）−図４（Ｃ）は、ゴースト信号のキャンセル動作を説明するために示した図であり、図３（Ａ）−図３（Ｃ）は正極性のゴースト信号をキャンセルする場合の原理図、図４（Ａ）−図４（Ｃ）は、負極性のゴースト信号をキャンセルする場合の原理図である。図３（Ａ）は、トランスバーサルフィルタ１６に入力するデジタルビデオ信号にゴーストが付加された状態を表す。基準信号Ｒから時間ｄｔ遅延した位置に、基準信号Ｒのゴースト信号ＧＲが発生しているものとする。ゴースト信号ＧＲの振幅がαであるとする。これに対して、タップ利得制御部１９は、図３（Ｂ）に示すような擬似ゴーストを生成すべく、トランスバーサルフィルタ１６のタップ利得を制御する。つまり基準信号Ｒよりも時間ｄｔ遅延した位置に、振幅−αの擬似ゴースト信号を生成する。この擬似ゴースト信号を、入力側のデジタルビデオ信号に加算すると、図３（Ｃ）に示すように、ゴースト信号をキャンセルした出力ビデオ信号を得ることができる。

次に図４（Ａ）は、負極性のゴースト信号が生じている場合の例を示している。ここで、入力される負極性のゴースト信号は、ITU-R BT.601変換した信号の表現能力では再現できない。

しかし、これに対して、タップ利得制御部１９は、図４（Ｂ）に示すような擬似ゴーストを生成すべく、トランスバーサルフィルタ１６のタップ利得を制御する。つまり基準信号Ｒよりも時間ｄｔ遅延した位置に、振幅αの擬似ゴースト信号を生成し、図４（Ｂ）に示すように、残留ゴースト信号となる。この擬似ゴースト信号を、入力側のデジタルビデオ信号に加算すると、図４（Ｃ）の本来のゴースト信号ＧＲをキャンセルすべき擬似ゴースト信号が、元のビデオ信号に加算された状態となることがある。

そこでこの発明では、上記のような不具合が生じても、出力ビデオ信号にゴーストが残るのを防止することができるように、以下のような対策を施している。

図５（Ａ）−図５（Ｄ）は、この発明の特徴的な動作例を説明するために示す図である。図５（Ａ）は、トランスバーサルフィルタ１６に入力するデジタルビデオ信号である。図５（Ｂ）は、検出された擬似ゴースト信号であり、この擬似ゴースト信号に基づいて、タップ利得制御部１９は、トランスバーサルフィルタ１６内のタップ利得を設定する。この結果、図５（Ｃ）に示すように、ゴースト信号ＧＲＸがトランスバーサルフィルタ１６の出力に新たに発生したとする。

しかし、この装置では、スレッシュホールドレベル制御部２２が、スライサ１７のスライスレベルを制御し、スライスレベルＬ１をレベルＬ２に設定する。この結果、スライス出力は、図５（Ｄ）に示すようにゴースト信号ＧＲＸの影響が抑圧される。つまりゴースト信号が確実にキャンセルされた出力を得ることができる。なおスライスレベルＬ１をレベルＬ２に変化させる場合、その可変量は、ゴースト信号のレベルに応じて決めてもよい。

上記したようにこの装置では、トランスバーサルフィルタ１６で用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定し、ゴースト信号が負極性であるときは、スライス回路１７のスライスレベルを上げる方向に制御している。

この発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の実施形態ではトランスバーサルフィルタのタップ利得情報をスライス回路のスライスレベル制御のために用いた。しかしタップ利得情報をクランプ回路のクランプレベル制御のために用いても、先の実施形態と同様な効果を得ることができる。

図６には、この発明の他の実施の形態を示している。図１の構成と異なる部分を説明する。入力端子１１と位相検出部１２との間には、クランプレベル変換処理部２５が設けられている。ここでは、入力したデジタルビデオ信号のクランプレベルを常に所定レベルに決めるのではなく、クランプレベル制御部２６からの制御信号に基づいて決めている。クランプレベル制御部２６に対しては、ゴースト判定部２１からのゴースト信号のレベル情報、ゴースト信号の極性情報が入力されている。

この実施の形態では、トランスバーサルフィルタ１６で用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定し、ゴースト信号が負極性であるときは、クランプレベル変換処理部２５でのクランプレベルを下げる方向に制御するのである。ここで、ゴースト信号のレベルに応じて、クランプレベルを下げる量についても可変しても構わない。

図７（Ａ）−図７（Ｅ）には、上記の実施の形態の動作を説明するために波形図を示している。図７（Ａ）は、トランスバーサルフィルタ１６に入力するデジタルビデオ信号である。図７（Ｂ）は、検出された擬似ゴースト信号であり、この擬似ゴースト信号に基づいて、タップ利得制御部１９は、トランスバーサルフィルタ１６内のタップ利得を設定する。この結果、図７（Ｃ）に示すように、ゴースト信号ＧＲＸがトランスバーサルフィルタ１６の出力に新たに発生したとする。するとこの装置では、図７（Ｄ）に示すように、クランプレベル変換処理部２５において、ペデスタルレベルとしてのクランプレベル１をクランプレベル２に制御する。つまり、クランプレベルが下げられる。すると、トランスバーサルフィルタ１６の出力は、図７（Ｃ）のような状態から、図７（Ｅ）に示すような状態になり、ゴースト信号がスライスレベル以上になることが抑制される。つまり最終出力したデジタルビデオ信号にゴースト信号が残留することが無くなる。

この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。図１に示した実施の形態と図６に示した実施の形態が一体化されたものであってもよい。これによるとスライスベルの可変量及びクランプレベルの可変量が少なくても有効に残留ゴースト信号を消滅させることができる。

図８は、図１に示した実施の形態の動作を示すフローチャートである。また図９は、図６に示した実施の形態の動作を示すフローチャートである。

図１０から図１２は、本発明の装置により、出力ビデオ信号が改善された様子を説明するために示している。縦軸は、ゴースト信号のレベルを示し、横軸は、遅延時間を示し、以上の環境において、文字多重放送で所望とされる０．５％以下のビットエラーレートを実現する範囲を表す。図１０は、負極性のゴーストによる影響が、トランスバーサルフィルタの出力ビデオ信号に現れている様子である。遅延時間０の信号を中心にして、時間的に進んだ位置と、遅延した位置に周期的に不要な影響が現れている。図１１は、図１に示した実施形態による方法で処理したときの、スライサの出力ビデオ信号の様子を示している。６ｄＢを中心にして、スライスレベルを制御したことにより、ペデスタルである６ｄＢを中心にして、ゴーストによる悪影響が抑圧された様子がわかる。また、図１２は、図６に示した実施形態により、クランプレベルを調整したときの出力ビデオ信号の様子を示している。全体的に抑圧された状態となり、不要に生じたゴースト信号も抑圧される。スライスレベルが３ｄＢ程度であると、図１１の場合とほぼ同様な出力を得ることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明の一実施の形態を示す構成説明図である。 文字多重放送により送られてくるデジタルビデオ信号の説明図である。 ゴースト信号のキャンセル動作を説明するために示した信号波形図である。 ゴースト信号のキャンセル動作において、不要なゴースト信号が発生してしまう場合の例を示す説明図である。 この発明に係る一実施形態において、ゴースト信号がキャンセルされるときの動作を説明するために示した信号波形図である。 この発明の他の実施の形態を示す構成説明図である。 図６の装置においてゴースト信号がキャンセルされるときの動作を説明するために示した信号波形図である。 図１に示した装置の動作を示すフローチャートである。 図６に示した装置の動作を示すフローチャートである。 ゴースト信号が生じているビデオ信号を波形等化器（トランスバーサルフィルタ）に通したときの出力のビットエラーレートを示す説明図である。 図１に示した装置により不要なゴースト信号が抑圧された状態でのビデオ信号の出力のビットエラーレートを示す説明図である。 図６に示した装置により不要なゴースト信号が抑圧された状態でのビデオ信号の出力のビットエラーレートを示す説明図である。

符号の説明

１２…位相検出部、１３…データ検出部、１４…ＤＣ成分除去部、１５…ＤＣ成分検出部、１６…トランスバーサルフィルタ、１７…スライス回路、１８…誤差検出部、１９…タップ利得制御部、２１…ゴースト判定部、２２…スレッシュホールドレベル制御部、２５…クランプレベル変換処理部、２６…クランプレベル制御部。

Claims (7)

1. 輝度が高い方がレベルが高くなるようにデジタル化されたデジタルビデオ信号が入力されるトランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタでゴーストキャンセル処理された後のデジタルビデオ信号が入力されるスライス回路と、を有したスライス装置において、
   前記トランスバーサルフィルタで用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定するゴースト判定部と、
   前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記スライス回路のスライスレベルを上げる方向に制御するスレッシュホールド制御部と
   を有したことを特徴とする多重データを抽出するためのスライス装置。
2. 輝度が高い方がレベルが高くなるようにデジタル化されているデジタルビデオ信号が入力されるクランプレベル変換処理部と、前記クランプレベル変換処理回路でクランプレベルが設定されたデジタルビデオ信号が入力されるトランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタでゴーストキャンセル処理された後のデジタルビデオ信号が入力されるスライス回路と、制御部とを有した装置におけるスライス装置において、
   前記トランスバーサルフィルタで用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定するゴースト判定部と、
   前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記クランプレベル変換処理でのクランプレベルを下げる方向に制御するクランプレベル制御部と
   を有したこと特徴とする多重データを抽出するためのスライス装置。
3. 輝度が高い方がレベルが高くなるようにデジタル化されているデジタルビデオ信号が入力されるクランプレベル変換処理部と、前記クランプレベル変換処理回路でクランプレベルが設定されたデジタルビデオ信号が入力されるトランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタでゴーストキャンセル処理された後のデジタルビデオ信号が入力されるスライス回路と、制御部とを有した等化装置におけるスライス方法において、
   前記トランスバーサルフィルタで用いられるタップ利得制御情報を用いて、ゴースト信号が正極性であるのか負極性であるのかを判定し、
   前記ゴースト信号が負極性であるときは、前記スライス回路のスライスレベルが相対的に上がるように制御する
   ことを特徴とする多重データを抽出するためのスライス方法。
4. 前記スライス回路のスライスレベルが相対的に上がるように制御するステップでは、
   前記スライス回路のスライスレベルを上げる方向に制御する
   請求項３記載の多重データを抽出するためのスライス方法。
5. 前記スライス回路のスライスレベルが相対的に上がるように制御するステップでは、
   前記クランプレベル変換処理でのクランプレベルを下げる方向に制御する
   請求項３記載の多重データを抽出するためのスライス方法。
6. 請求項４の多重データを抽出するためのスライス方法において、前記スライスレベルを上げる量は、前記負極性のゴースト信号の振幅に応じて設定される多重データを抽出するためのスライス方法。
7. 請求項５の多重データを抽出するためのスライス方法において、前記クランプレベルを下げる量は、前記負極性のゴースト信号の振幅に応じて設定される多重データを抽出するためのスライス方法。

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